Предлагаемое изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано для специфической индикации и оценки потенциальной способности к реверсии некультивируемых форм холерных вибрионов O1 и O139 серогрупп, находящихся в водных объектах.
В настоящее время в мире ежегодно регистрируются случаи заболевания холерой, и сохраняется опасность завоза инфекции из эндемичных территорий. В сохранении возбудителя в окружающей среде немаловажную роль играют некультивируемые формы.
Большинство микроорганизмов, в том числе и холерный вибрион, способны в неблагоприятных условиях переходить в некультивируемое состояние (НС), в связи с чем некультивируемые формы (НФ) утрачивают способность расти на лабораторных питательных средах. Тем самым НФ ускользают из поля зрения при проведении мониторинговых мероприятий. Известная на данный момент способность к реверсии при наступлении благоприятных условий и сохранение вирулентности у ревертантов диктует необходимость разработки простых и наглядных методов обнаружения НФ холерных вибрионов в различных объектах.
Перспективным инструментом исследования являются моноклональные антитела (МКА), которые обладают высокой специфичностью, стандартностью и технологичностью получения.
Известен способ обнаружения опухолевого маркера RSP в жидкостях тела (см. RU пат. №2025734, кл. G 01 N 33/53, 30.12.1994), заключающийся в использовании анти-RSP антител (2S рАВ), выбранных из одного или нескольких моноклональных, поликлональных или очищенных по принципу сродства антител для захвата опухолевого маркера из образца биологической жидкости, путем реакции с РНК - фотобиотин - стрептавидин - щелочной фосфатазой, причем присутствие опухолевого маркера в образце обнаруживается посредством детектирующих систем в реакции проявления цвета.
Однако известный способ не может быть использован для выявления некультивируемых форм холерных вибрионов, так как применяемые в нем специфические моноклональные антитела (МКА) направлены к транспортной рибонуклеиновой кислоте (т-РНК) эукариотической клетки, а не к поверхностным клеточным антигенным структурам микроба.
За прототип выбран способ индикации холерных вибрионов O1 и O139 серогруппы посредством специфических МКА к липополисахариду (см. статью Алексеевой Л.П., Чемисовой О.С., Маркиной О.В. и др., журнал «Биотехнология», 2002, №2, стр.79-83), заключающийся в проведении твердофазного ИФА со специфическими МКА, направленным на обнаружение бактериальных клеток V.cholerae и на предотвращение перекрестных реакций с бактериями, вступающими во взаимодействие с поликлональной О-холерной сывороткой.
Недостатком известного способа является то, что он не предназначен для выявления некультивируемых форм (НФ) холерных вибрионов ввиду того, что некультивируемые холерные вибрионы отличаются представленностью и степенью экспонирования эпитопов, а их ЛПС чувствителен к нагреванию.
Эти обстоятельства указывают на невозможность выявить и охарактеризовать в динамике состояние поверхностных клеточных антигенных структур НФ холерных вибрионов посредством МКА к О-полисахариду для подтверждения таксономической принадлежности НФ и способности их к реверсии.
Задача предлагаемого изобретения состояла в разработке способа, позволяющего проводить специфическую индикацию и прогнозировать потенциальную возможность реверсии некультивируемых форм.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обнаружения некультивируемых форм Vibrio cholerae О1 и О139 серогрупп и прогнозирования их потенциальной способности к реверсии проводят предварительную подготовку бактериальной взвеси некультивируемых форм Vibrio cholerae О1 и О139 серогрупп и бактериальной взвеси контрольного штамма Vibrio cholerae О1 и О139, определяют рабочее разведение бактериальных взвесей и конъюгата моноклональных антител (МКА), отбирают специфические МКА к консервативным и лабильным эпитопам ЛПС с последующей постановкой реакции дот-ИФА или твердофазного ИФА, регистрацией проявления цветового пятна или оптической плотности образца соответственно и по интенсивности окрашивания цветового пятна или по оптической плотности выше 0,2-0,65 делают заключение о присутствии в образце некультивируемых форм Vibrio cholerae О1 и О139 и их потенциальной способности к реверсии.
При этом предварительную подготовку НФ проводят путем их концентрации до 106-107 микробных клеток/мл с последующим обеззараживанием, для этого к 1 мл микробной взвеси добавляют 20 мкл 4% раствора гентамицина с последующим охлаждением проб до 3-4°С в течение двух часов.
Кроме того, бактериальную взвесь контрольного штамма Vibrio cholerae О1 или Vibrio cholerae О139 готовят из 18-часовой культуры, выросшей на агаре Мартена, после этого ее суспендируют в физиологическом растворе рН 7,6 до конечной концентрации 107 м.кл/мл.
В предлагаемом способе используют набор специфических моноклональных антител, полученных к различным эпитопам O-антигена ЛПС штаммов холерных вибрионов О1 и О139 серогрупп, а именно: 3А9, D11, В11, 3Е4, 4Н5, D8D6, С3В4, F8G12, F11Е5.
Способ осуществляется по следующим этапам:
I. Первоначально проводят подготовку некультивируемых форм (НФ) холерных вибрионов.
II. Определяют рабочее разведение конъюгата для специфических МКА.
III. Проводят реакции: дот-ИФА с МКА к О-полисахариду (I вариант, при проведении экспресс-анализа), твердофазный ИФА с МКА к О-полисахариду ЛПС (II вариант, в случае низкой концентрации клеток в исследуемой пробе).
Пример 1.
Выявляют НФ холерных вибрионов О1 и О139 серогруппы в реакции дот-ИФА (по I варианту) с МКА к О-полисахариду ЛПС (ДИА).
По первому этапу экспериментальную пробу концентрируют и обеззараживают, для этого (3 мл) помещают в пробирку и определяют концентрацию взвеси по оптической плотности (ОП) и доводят ее до 0,015-0,055, что соответствует 106-107 м.кл./мл. Если показатели выше, то пробу разводят физиологически раствором, рН 7,6. Если показатели ниже, то пробу концентрируют центрифугированием 10 мин при g 10000. Для обеззараживания проб к 1 мл добавляют 20 мкл 4% раствора коммерческого препарата гентамицина с последующим охлаждением до 3-4°С в течение двух часов. В условиях экспресс-анализа выдерживают при 4°С в течение часа, продолжают анализ с соблюдением правил работы с заразным материалом. Параллельно с некультивируемыми пробами готовят бактериальную взвесь контрольного штамма V.cholerae O1 или V.cholerae O139. Для этого 18-часовую культуру, выросшую на агаре Мартена, суспендируют в физиологическом растворе рН 7,6 до конечной концентрации 107 кл/мл.
Для второго этапа нитроцеллюлозную мембрану нарезают и расчерчивают на квадраты со стороной 5 мм, после чего ее помещают в чашку Петри малого диаметра и на каждый квадрат наносят 2 мкл взвеси клеток контрольного штамма и высушивают на воздухе. Проводят отмывку один раз фосфатно-солевым буфером (ФСБ) и на 30 минут помещают в раствор бычьего сывороточного альбумина (БСА), после чего снова отмывают ФСБ один раз.
В лунках 96-луночного планшета титруют препараты МКА с шагом 1:2, начиная с разведения 1:10 до 1:640. В пластиковую чашку Петри диаметром 40 мм вносят 2-5 мл раствора МКА, погружают в него НЦМ и инкубируют 60 мин при комнатной температуре. Мембраны отмывают ФСБ или дистиллированной водой 3 раза по 5 минут, затем помещают в раствор конъюгата антимышиных иммуноглобулинов (производства НИИЭМ им Гамалеи) на 45 минут. Снова трижды отмывают. На мембрану наносят 0,02% раствор диаминобензидина на 3-5 минут. Реакцию останавливают, помещая мембрану в дистиллированную воду, после чего НЦМ высушивают на воздухе. Для работы отбирают то разведение МКА, при котором получена максимальная интенсивность цветового пятна.
Затем НЦМ сенсибилизируют и обрабатывают, как описано во втором этапе. Мембрану на 60 мин помещают в рабочий раствор препаратов МКА, после чего отмывают, как было изложено выше. Конъюгат антимышиных иммуноглобулинов в объеме 100 мкл титруют в лунках полистиролового планшета. НЦМ инкубируют с конъюгатом 40 мин. Затем вносят 0,02% раствор БСА, останавливают реакцию дистиллированной водой, после чего НЦМ высушивают на воздухе. В пробу берут то разведение конъюгата, которое обеспечивает наибольшую интенсивность окраски.
Третий этап заключается в непосредственном проведении ДИА с некультивируемыми пробами и учете результатов.
Исследуемые пробы обеззараживают, как указано в первом этапе. НЦМ расчерчивают на квадраты и помещают в чашку Петри. На каждый квадрат наносят 2 мкл исследуемой пробы, подсушивают на воздухе. Параллельно в качестве контроля исследуют контрольный штамм V.cholerae O1 и V.cholerae O139. Сенсибилизированную НЦМ промывают один раз ФСБ. Затем помещают в 1% раствор БСА на 30 мин, после чего промывают один раз ФСБ. 3-5 мл препарата МКА вносят в чашку Петри малого диаметра и помещают в нее сенсибилизированную НЦМ на 60 мин при комнатной температуре. Отмывают мембрану три раза по 5 мин ФСБ или дистиллированной водой. Затем НЦМ инкубируют с конъюгатом антимышиных иммуноглобулинов 45 мин. Мембрану отмывают три раза, обрабатывают 0,02% раствором диаминобензидина 3-5 минут и останавливают реакцию внесением мембраны в дистиллированную воду. Результаты учитывают визуально по интенсивности окрашивания пятна.
Препараты специфических МКА, полученных к различными эпитопам O-антигена ЛПС штаммов холерных вибрионов O1 и O139 серогруппы: 3А9, D11, F8G12, D8D6 исследуют с некультивируемыми пробами в различных водных образцах (см. таблицы 1 и 2).
Из приведенных в таблице 1 данных видно, что холерные вибрионы O1 серогруппы как в бактериальной, так и в измененной переходной или некультивируемой форме взаимодействуют со специфическими МКА в реакции ДИА.
Исходные бактериальные (строка 1), переходные (строка 2), НФ (строки 3-9) любого возраста взаимодействуют с МКА к эпитопу D8D6 в речной, морской, дистиллированной воде и растворе 0,85% NaCl. Степень проявления цветового пятна кореллирует с возрастом популяции, снижаясь по мере старения (строки 4 и 7).
Интенсивность взаимодействия холерных вибрионов с МКА к эпитопу F8G12 в ДИА зависит от возраста некультивируемой популяции и ее способности к реверсии. В пробах, утративших способность возобновлять рост, цветовое пятно отсутствует пли проявляется очень низкой интенсивности (строки 4, 7, 9). Положительные взаимодействия с МКА к F8G12 регистрируются в пробах, способных к реверсии в благоприятных условиях (строки 1, 2, 3, 5, 6, 8).
Как видно из приведенных в таблице 2 данных, холерные вибрионы O139 серогруппы, как в бактериальной, так и в измененной некультивируемой или переходной форме, взаимодействуют со специфическими МКА к ЛПС.
Исходные бактериальные (строка 1), переходные (строка 4), НФ (строки 2, 3, 5, 6, 7, 8) любого возраста взаимодействуют с МКА к 3А9 в речной, морской, дистиллированной воде и растворе 0,85% NaCl. По мере старения популяции снижается интенсивность проявления цветового пятна.
Интенсивность взаимодействия холерных вибрионов с МКА к F8G12 зависит от возраста некультивируемой популяции и кореллирует со способностью к реверсии. В пробах, утративших способность возобновлять рост, цветовое пятно отсутствует или проявляется в слабой степени (строки 3, 7). Положительные взаимодействия с МКА к F8G12 регистрируются в пробах, способных к реверсии в благоприятных условиях (строки 1, 2, 5, 6, 8).
Пример 2.
Выявляют НФ холерных вибрионов O1 и O139 серогруппы в реакции твердофазного ИФА (по II варианту) с МКА к O-полисахариду ЛПС (ТИФА).
Образцы НФ холерных вибрионов готовят так же, как описано в I варианте по первому этапу.
По второму этапу способа в полистироловый планшет вносят взвесь клеток в бактериальной форме, концентрация взвеси 106-107 м.кл./м, инактивированную гентамицином, в объеме 100 мкл. Панель сенсибилизируют 18 часов при температуре 4°С. Содержимое лунок удаляют и вносят по 200 мкл ФСБ на 30-60 сек. Процедуру отмывания повторяют дважды. После этого в лунки вносят по 100 мкл 1% БСА, затем отмывают один раз ФСБ. В лунки вносят по 100 мкл раствора препаратов МКА, приготовленных двукратным разведением, начиная с 1:10 до 1:640. Инкубируют 1 час при 37°С. Лунки трижды отмывают ФСБ или дистиллированной водой. Вносят по 100 мкл конъюгата антимышиных иммуноглобулинов. Инкубируют 45 мин при 37°С. Трижды отмывают ФСБ. Вносят орто-фенилендиамид (ОФД) и через 20 минут реакцию останавливают внесением 100 мкл серной кислоты. В работу берут то разведение препарата МКА, при которой получено максимальное значение оптической плотности (ОП).
После этого проводят сенсибилизацию планшета, как описано выше (пример 2, этап 2). В лунки вносят по 100 мкл рабочего разведения препарата МКА, инкубируют в течение часа при 37°С и отмывают троекратно ФСБ. Мышиные антитела, конъюгированные с перокидазой хрена, титруют в объеме 100 мкл. Панель инкубируют и отмывают, как описано в этапе 2. В лунки вносят 0,04% раствора ОФД и через 20 минут реакцию останавливают 1М серной кислотой. Выбирают ту концентрацию разведения конъюгата, при которой показатели оптической плотности (ОП) максимальные.
Третий этап - проведение реакции твердофазного ИФА (ТИФА) с НФ холерных вибрионов O1 и O139 серогруппы.
В лунки планшета вносят по 100 мкл исследуемой пробы. Панель инкубируют 18 часов при температуре 4°С. Содержимое лунок удаляют, лунки дважды отмывают 200 мл ФСБ. Вносят по 100 мкл 1% БСА, после чего промывают один раз ФСБ. Вносят 100 мкл рабочего разведения МКА, инкубируют 1 час при 37°С и отмывают трижды ФСБ. Добавляют 100 мкл ОФД и через 20 минут реакцию останавливают 1М серной кислотой. Результаты реакции учитывают визуально и спектрофотометрически, измеряя оптическую плотность при длине волны 492 нм. Положительными считаются пробы, в которых ОП в два раза превышает показатели фоновых значений.
Препараты специфических МКА к эпитопам D8D6, F11E5, С3В4, F8G12 ЛПС исследуют с пробами морской воды, дистиллированной воды (см. таблицы 3 и 4).
Из приведенных в таблице 3 и 4 данных видно, что оптическая плотность (ОП) прямо пропорциональна концентрации клеток в микрокосмах и плотности экспонирования эпитопов. Положительными являются пробы, в которых ОП>0,2-0,65, слабоположительными - ≤0,15-0,2, отрицательными - ОП<0,15.
Из приведенных в таблице 3 данных видно, что МКА к эпитопу D8D6 выявляют стабильный эпитоп как в микрокосмах с морской водой, так и в дистиллированной воде. Плотность его экспонирования снижается по мере старения популяции, но положительный ответ в ТИФА наблюдается даже в пробах, утративших спсобность к реверсии.
МКА к F11Е5 также направлены к стабильному эпитопу, но плотность его экспонирования изначально ниже.
МКА к С3В4 и F8G12 направлены к лабильным эпитопам, которые представлены в исходных, переходных и НФ, способных к реверсии. После утраты реверсируемости плотность экспонирования снижается до уровня отрицательных значений.
Таблица 4 отражает взаимодействие бактериальных V.cholerae O139 и их некультивируемых вариантов со специфическими МКА: D11, B11, 3А9, 3Е4, 4Н5 ЛПС в реакции ТИФА.
Из таблицы 4 видно, что МКА к D11 и В11 направлены к консервативным эпитопам, которые регистрируются независимо от возраста и среды микрокосма. Положительные значения получены во всех пробах, как способных к реверсии, так и нереверсируемым. В последнем случае плотность экспонирования снижена по сравнению с исходным вариантом.
МКА к 3А9 направлены к лабильному эпитопу, который хорошо выражен в исходных и переходных культурах. Плотность экспонирования существенно снижается в НС. Указанный эпитоп не обнаружен у НФ, утративших способность к реверсии.
МКА к 4Н5 не обнаружен у исходных и измененных вариантов, служит доказательством специфичности связывания МКА с эпитопами ЛПС.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что поверхностные антигены бактериальных клеток или НФ холерных вибрионов O139 серогруппы, потенциально способных к реверсии, взаимодействуют с МКА к эпитопам 3A9, D11, В11, 3Е4, что проявляется в образовании коричневого пятна разной интенсивности на НЦМ в ДИА или оптической плотности образцов выше 0,15±0,025 в ТИФА. Положительные результаты взаимодействия только с МКА к эпитопам D11 и В11 свидетельствуют о присутствии в пробе НФ холерных вибрионов, утративших способность к реверсии.
В пробах, содержащих бактериальные или потенциально реверсируемые НФ холерных вибрионов O1 серогруппы, происходит взаимодействие с МКА к эпитопам D8D6, С3В4, F8G12, F11Е5, что также проявляется в образовании цветового пятна на НЦМ в ДИА или ОП не ниже 0,12±0,01 в ТИФА.
Использование предлагаемого изобретения позволяет за счет поэтапного проведения подготовки некультивируемых форм и контрольного штамма в бактериальной форме, определения рабочего разведения МКА и конъюгата МКА, с последующим отбором специфических МКА и постановкой ДИА и ТИФА, дает возможность проводить специфическую индикацию при мониторинговых исследованиях водоисточников и прогнозировать потенциальную возможность реверсии обнаруженных НФ.
При этом в зависимости от поставленной задачи, а именно получить экспресс-ответ, позволяет проведение реакции ДИА через 2 часа, а в случае, если концентрация клеток в пробе низкая, то используют реакцию ТИФА, ответ получают через 20 часов с более высокой степенью чувствительности.
Кроме того, исследования, проведенные специалистами Ростовского-на-Дону противочумного института использования набора специфических МКА, являющихся перспективным инструментом обнаружения НФ холерных вибрионов O1 и O139 серогрупп в образцах морской воды, речной воды, дистиллированной воды, одновременно подтверждают видовую принадлежность НФ роду Vibrio.
Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано для специфической индикации и оценки потенциальной способности к реверсии некультивируемых форм холерных вибрионов O1 и О139 серогрупп, находящихся в водных объектах. Способ заключается в том, что проводят предварительную подготовку бактериальной взвеси некультивируемых форм Vibrio cholerae О1 и О139 серогрупп и бактериальной взвеси контрольного штамма Vibrio cholerae О1 и О139 серогрупп, определяют рабочее разведение бактериальных взвесей и конъюгата моноклональных антител (МКА), отбирают специфические МКА к консервативным и лабильным эпитопам ЛПС с последующей постановкой реакции дот-ИФА или твердофазного ИФА, регистрацией проявления цветового пятна или оптической плотности выше 0,2-0,65 и делают заключение о присутствии в образце некультивируемых форм Vibrio cholerae О1 и О139 серогрупп и их потенциальной способности к реверсии. Предварительную подготовку некультивируемых форм проводят путем их концентрации до 106-107 м.кл./мл с последующим инактивированием, для этого к 1 мл микробной взвеси добавляют 20 мкл 4% стерильного раствора гентамицина с последующим охлаждением проб до 3-4°С в течение 2 часов. Бактериальную взвесь контрольного штамма V.cholerae О1 или V.cholerae О139 готовят из 18-часовой культуры, выросшей на агаре Мартена, после чего из нее готовят бактериальную взвесь в физиологическом растворе, рН 7,6 до конечной концентрации 107 м.кл/мл. В способе используют набор специфических моноклональных антител, полученных к различным эпитопам О-антигена ЛПС штаммов холерных вибрионов О1 и О139 серогрупп: 3А9, D11, В11, 3Е4, 4H5, D8D6, С3В4, F8G12, F11Е5. Использование способа позволяет получать экспресс-ответ, а также получать ответ при низкой концентрации исследуемых клеток. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.
АЛЕКСЕЕВА Л.П | |||
и др | |||
ж | |||
Биотехнология, №2, 2002, с.79-83 | |||
ШТАММ БАКТЕРИЙ VIBRIO CHOLERAE КМ 138 СЕРОГРУППЫ 0139 - ПРОДУЦЕНТ ХОЛЕРНОГО 0139 АНТИГЕНА | 2000 |
|
RU2192463C2 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЛИПОПОЛИСАХАРИДОВ | 1996 |
|
RU2114436C1 |
АВИРУЛЕНТНЫЙ ШТАММ VIBRIO CHOLERAE НЕ-01 СЕРОГРУППЫ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАММА (ВАРИАНТЫ), ВАКЦИНА | 1994 |
|
RU2140981C1 |
Авторы
Даты
2006-11-20—Публикация
2004-11-04—Подача